(57)【要約】【課題】      食品冷凍に適する保冷剤を、大量に１日サイクルで供給する。【解決手段】  １０００Ｗ以上の圧縮機からなる冷凍庫の庫内温度を−４０℃以下に設定し、凍結時保持温度−２５℃以下の保冷剤を隙間をあけて入れる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
１０００Ｗ以上の圧縮機を用いた急速冷凍庫で、庫内温度を−４０℃以下に設定し、凍結時保持温度−２５℃以下の保冷剤をすき間をあけて入れることを特徴とする保冷剤供給方法。
【請求項２】
前記保冷剤が、−２８℃以下のものと−１５℃以下のものの組合せである請求項１記載の保冷剤供給方法。
【請求項３】
保冷剤の容器が、厚み０．７〜１．６ｍｍのポリエステル製、もしくは厚み２〜５ｍｍのポリエチレン製である、請求項１ないし２記載の保冷剤供給方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】
【０００１】  本発明は、保冷剤を効率よく供給するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】  従来の保冷剤を凍結させる一般の冷凍庫では、食品冷凍（−２０℃以下）に適する低温の保冷剤を、大量に凍結するには長時間を要するので、実用的でない。そのため一般にはドライアイスが用いられる。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  保冷剤を入れた時の庫内温度が食品冷凍に適する低温となるような保冷剤を効率よく供給する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  まず、急速冷凍庫を用意し、その中に、すき間をあけて保冷剤を詰め、凍結後取り出し、次に別の保冷剤をすき間をあけて急速冷凍庫に入れて凍結させる。本発明では、１０００Ｗ以上の圧縮機を用い庫内温度−４０℃以下が得られる急速冷凍庫であって、保冷剤は−２５℃以下のものを用いなければならない。このシステムによれば凍結後取り出して保冷に使用している間、別の保冷剤を凍結させることにより、前の保冷剤が消耗した頃に、新しく凍結した保冷剤をすぐに使用できるというサイクルを生じることができる。これを、以下では循環サイクルとよぶこととする。
【０００５】  また、冷凍能力一杯の数の保冷剤を速く凍結させるには、保冷剤どうしを密着させていては困難であり、すき間を設けて凍結させる必要がある。すき間を設けるには、方法として２通りあり、一つは、仕切りをつけて保冷剤どうしが密着しないように、保冷剤と保冷剤の間に空間ができるようにするやり方と、あと一つは、保冷剤の容器の形状を曲線にして、重ねると自然にすき間ができるようにするやり方である。
【０００６】  １０００Ｗ以上の冷凍庫ですき間をあけていれることを必須とする理由は次の実験による。すなわち、１０００Ｗ以上の冷凍庫（内容積１００Ｌ）で、庫内温度約−４５℃のものを使えば、２０時間で、−３６℃用の保冷剤５５０ｍｌを１００個、すなわち５５Ｌを凍結させることができた。また、内容積４００Ｌの冷凍庫を使えば１１０Ｌを２４時間内に凍結できた。このように、大量の保冷剤を１日サイクルで供給できる。
【０００７】  本発明において−２５℃以下の保冷剤を用いる理由は以下の２つである。低温の保冷剤であればある程、凍結させるのにより長時間がかかり、通常の保冷能力の冷凍庫を用いたのではたくさんの保冷剤を一度に凍結させるのに数日を要してしまい、上述の循環サイクルが得られない。すなわち、急速冷凍庫が必要なのは低温の保冷剤に限定される。次に、食品冷凍に必要な−２０℃以下を保つには、参考例１からわかるように、−２５℃以トの保冷剤が必要である。
【０００８】  −２５℃以下の保冷剤としては、融点が−２５℃以下のもの、共晶であって一方は−２５℃以下で他の融解ピークが−２０℃近くにあるもの、主たる融点が例えば−３０℃であるがその後徐々に温度が上昇するものの、長時間−２５℃以上にならないものなどの３種類がある。多くは３番目に属する。
【０００９】  具体的には（ｉ）塩化カルシウム水溶液（−５５℃）、（ｉｉ）塩化マグネシウム水溶液（−３１℃）、（ｉｉｉ）塩化マグネシウムと塩化カルシウ厶の混合水溶液（−３７〜−４５°Ｃ）などがある。ただし、これらは濃度によって温度は異なるので，到達できる最も低い温度を示してある。
【００１０】  上記（ｉ）〜（ｉｉｉ）は、塩化アンモニウム水溶液（−１５℃）、硝酸アンモニウム水溶液（−１８℃）、硝酸ナトリウム水溶液など、よく知られている−１５〜−２０℃の保冷剤と比較して保持時間が短い。すなわち潜熱が小さいという欠点がある。そこで、（ｉ）〜（ｉｉｉ）と、保持時間の長い−１５〜−２０℃の保冷剤との組合わせのうち、平均温度が−２５℃以下となる組合わせを用いれば、−２０℃以下を長時間保つものが実現できる。具体的には、（ｉ）、（ｉｉ）または（ｉｉｉ）と、塩化アンモニウム水溶液（−１５℃）との組合わせ、あるいは硝酸アンモニウム（−１８℃）との組合わせなどがある。−３０℃と−１８℃の組合わせでは、−３０℃と１／２、−１８℃を１／２量とすればよいが、−３０℃と−１５℃の組合わせでは、−３０℃を２／３量、−１５℃を１／３量とする。
【００１１】  一般の冷凍庫では、保冷剤の凍結に長時間を要する。それに加えて、容器の厚みを厚くしすぎると熱伝達量が低下し、凍結にさらに長時間を要することになる。そのため、保冷剤の容器の厚みはポリエチレン製の場合、一般に１．５ｍｍ前後であり、せいぜい２ｍｍまでとなっている。この厚みを増すことにより、保冷効果の保持時間を長くすることができるが、水結にさらに長時間を要することになる。この問題は急速冷凍庫により解決され、厚みを増して長時間持続し、しかも早く凍結させることができる。容器の厚みを３ｍｍとすると、２ｍｍの場合の１．２〜１．５倍保持時間が長くなり、１ｍｍの場合と比較すると、２．５〜３倍となる。しかし、逆にあまり厚くしすぎると、急速冷凍を用いたとしても、凍結に長時間を要することになる。また、容器の重量も大きくなる。そこで、本発明では厚みが２〜５ｍｍのポリエチレン製容器が最も好ましい。
【００１２】  ペットボトルのポリエステルの熱伝導率はポリエチレンの約１／３である。従って、ポリエステル製容器を用いれば、厚み１ｍｍがポリエチレン３ｍｍに相当する。そこで、厚み０．７〜１．６ｍｍの薄くて軽いポリエステル容器であれば保持時間を長くすることができる。
【００１３】  以下に本発明の実施態様を示す。冷凍能力が好ましくは１〜２ｋＷ／ｈ、内容積が好ましくは２００〜１０００Ｌの急速冷凍庫に、塩化マグネシウム水溶液、塩化マグネシウムと塩化カルシウム混合水溶液、塩化アンモニウムと硝酸ナトリウム混合水溶液、または塩化カルシウム水溶液からなる保冷剤１００〜３００個を、仕切りを設けて上下左右ともにすき間厚が少なくとも約１０ｍｍができるようにつめて置いて入れ、完全凍結させる。凍結を確認後外に取り出し、別の保冷剤を入れて凍結させる。この別の保冷剤は好ましくは、入れる前に冷蔵庫にて予冷しておく。保冷剤の容器としては、ポリエチレンを用いる。厚みは１〜２ｍｍの一般的なものでもよく、保持時間を長くしたい場合は約２〜５ｍｍのものを用いる。保持時間を長くする目的でポリエステル製のものを用いる場合は約０．７〜１．６ｍｍのものを用いる。
【参考例１】
【００１４】  ポリエチレン製容器１９．５×１３．５×２．５ｃｍ（ポリエチレンの厚み１．５ｍｍ）に、−３７℃保冷剤（塩化マグネシウ厶２０％、塩化カルシウ厶５％）５５０ｍｌ（６００ｇ）を充填したもの約１２０ｋｇ分を航空コンテナの上部保冷剤設置部に詰め、庫内下部の温度経時変化を測定し結果を表１に示した。外気温は２１±２℃であった。比較のために、従来品（ヤマト運輸製）保冷剤１２０ｋｇ分も測定した。塩化カルシウムと塩化マグネシウ厶混合液の保冷剤は、−３０℃以下を１８時間、−２０℃以下を２５時間にわたって保持した。−２１℃の従来品は−２０℃以下は３時間しか保持できなかった。これに追加実験を行った結果、食品冷凍に必要な−２０℃を長時間維持するには、融点−２１℃の保冷剤では適さず−２５℃以下のものでなければならないことがわかった。
【００１５】
【表１】
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【実施例１】
【００１６】  冷凍能力１ｋＷ／ｈの急速冷凍庫（庫内温度−４２〜４５℃）に、参考例１の、３０℃の室内に放置した−３７℃用の保冷剤（１個の大きさ１９．５ｃｍ×１３．５ｃｍ×２．５ｃｍ）９０個を、仕切りを設けて上下左右ともにすき間１０ｍｍとなるように詰めて入れた。別に、２００Ｗの一般冷凍庫に同様にして９０個を詰めた。すべての保冷剤が凍結するのに要する時間は、急速冷凍庫で２０時間であった。９０個は、庫内温度を−２０℃以下に約１日保持できるので、１日サイクルの保冷剤供給サイクルが可能であることがわかる。一方、一般的冷凍庫の場合、２０時間では庫内温度が−２５℃しかならず、凍結しなかった。